GENETIKAILAG MÓDOSÍTOTT SZERVEZETEK ALKALMAZÁSÁNAK VÉLT, ÉS/VAGY VALÓS ELŐNYEI ÉS HÁTRÁNYAI TAMÁS LÁSZLÓ EGYETEMI DOCENS,,,ORSZÁGOS KOORDINÁCIÓVAL A PEDAGÓGUSKÉPZÉS MEGÚJÍTÁSÁÉRT"
BEVEZETÉS 1 FOGALOM FEJLŐDÉS Génsebészet (genetic engineering) Biotechnológia Géntechnológia Genetikailag Módosított (GM) Módosított? vagy Manipulált? (génpiszkált!!!)
BEVEZETÉS 2 Spontán és irányított módosítás/nemesítés az élővilágban Nemesítés Fogalom értelmezése Célok Élőlények hagyományos molekuláris Módszerek évszázadok alatt kifejlesztett XX. XXI. század technikái Szelekció szemmel látható műszerrel mérhető (pl. liszt kihozatal, dagasztás) kódoló szekvenciák azonosítása
BEVEZETÉS Molekuláris nemesítés Tulajdonság meghatározó molekulák Fehérje (táplálkozástani minőség) Zsírok, lipidek (zsírsavak) Keményítő (amilóz, amilopektin) Gének (egy vagy több gén) Módosítás (deléció, inszerció, pontmutáció) Szabályozás (promóter) Módosítási módszerek Ionizáló sugárzás Kémiai mutagének Géntechnológia
TRANSZFORMÁCIÓ FOGALMA 1 Jelentése: Átalakítás tulajdonságok megváltoztatása célzott, tudatos módon Genetikailag meghatározott tulajdonságok tulajdonság genetikai kód genetikai módosítás: meghatározott számú gén hozzáadása (GM) több száz gén cseréje (hagyományos nemesítés)
TRANSZFORMÁCIÓ FOGALMA 2 Transzgénikus - Cisgénikus növény DNS ugyanabból a nagyon közeli, keresztezésre képes fajból származik. (génforrás hasonló a hagyományos keresztezésnél rendelkezésre állóhoz, de csak néhány (1-5) gént használ) Intragénikus In vitro rekombinációja különböző géneknek, melyek különböző, de keresztezésre képes fajokból, fajtákból származnak Famigénikus DNS szexuálisan nem kompatibilis, de azonos családba tartozó növényből származik
CÉLZOTT SZERVEZETEK NEM CSAK NÖVÉNYEKET TRANSZFORMÁLNAK - Vírusok génterápia (rekombináns vírus) - Baktériumok Kimozin (sajt), inzulin (Szeged), mosószer, talajtisztítás, olajszennyezés, inzulin, véralvadás gátló - Gombák Hepatitis B, sörélesztő, tejoltó enzim, - Állatok Gyógyszeripar (sejtvonalak) GloFish
TRANSZFORMÁLÁS 1 GENETIKAI ÁLLOMÁNY MEGVÁLTOZTATÁSA Rekombináns technológia Gén kiválasztása Génsebészet Amplifikálás, DNS hasítás, kapcsolás, szekvenálás Klónozás DNS bejuttatása a sejtekbe
TRANSZFORMÁLÁS 2 DNS BEJUTTATÁSA A SEJTEKBE Egysejtű Ozmotikus sokk Hő sokk Elektro sokk Injektálás stb. Többsejtes Génágyú (biolisztikus) Agrobaktérium Vírusok
TRANSZFORMÁLÁS 3 BIOLISZTIKUS (GÉNÁGYÚ, GÉNPUSKA)
TRANSZFORMÁLÁS 4 AGROBAKTÉRIUM közvetítette Természetben előfordul Sérült növényeken támad Bináris vektorok Ember által átalakított baktérium
SZÜKSÉG VAN-E GM ÉLŐLÉNYEKRE? ELŐNYÖK Termelő Rezisztens (biotikus, abiotikus stressz) - vírus, gomba, - gyomírtószer, szárazság Fogyasztó Feldolgozás, Táplálkozástani minőség, (vitamin, rost, ω-3 zsírsav) Funkcionális élelmiszerek (egészségmegőrzés) Gyógyítás (molecular farming) - növekedési hormon - antitestek (rák, vírus, fogszuvasodás) - ehető vakcina (kolera, hepatitis, hasmenés
BIOPHARMACEUTICAL A növény mint bioreaktor gazdaságosság (növényi részek) citoplazma 0,2% 56 g 11 millió kloroplasztisz 20% 5,6 kg 1125 millió mag 1% 5,8 kg 1170 millió Előnyök - Nincs szükség injekciós tűre. (semlegesítése pénzbe kerül) - Előállítása költséghatékony, az ipar számára is kedvező. - Hosszú ideig tárolható; nincs szükség speciális tárolási körülményekre. - Nyersen is fogyasztható (pl. banán, kukorica). - Fejlődő országok számára is elérhető.
MI A BAJ A GM NÖVÉNYEKKEL? 1 Mesterségesen juttatnak be géneket - nem tudjuk hova épülnek be a genomban Idegen eredetű gének használata - gének keverése, szokatlan alkalmazása: senki nem ismeri ennek kockázatát, mi lesz az emberrel, állatokkal és a környezettel? Nem lehet megkülönböztetni a GM és nem GM növényt, élelmiszert - fenotípusos jelölés, - termék megjelölése
MI A BAJ A GM NÖVÉNYEKKEL? 2 Egészségügyi kockázat - allergia, - antibiotikum rezisztencia kialakulása, - permetezőszerekkel (peszticidek, herbicidek) szemben rezisztens állatok, növények kialakulása, - ma még nem ismert hatások
MI A BAJ A GM NÖVÉNYEKKEL? 3 Egészségügyi kockázat 2. - Az USA-ban az élelmiszeripar azt állítja, hogy nagyon alapos teszteknek vetik alá a GM élelmiszereket, de mindenki saját tesztjeit végzi - Nem agrár- vagy élelmiszeripari szervezetek tesztjei ezzel szemben komoly egészségügyi kockázatokat említenek??? When bad science makes good headlines: Bt maize and regulatory bans. Nature Biotechnology 31, 386 387 (2013)
GM NÖVÉNYEK ELFOGADÁSA New Human Medicines 85 Crops to Produce Plastics Bacteria to Clean Waste Crops with Fewer Chems More Nutritious Crops 74 73 71 68 GM Feed (Healthier Meat) 55 Clone Animals (Medicine) 42 Increase Animal Productivity 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (Percent Agreement)
GM NÖVÉNYEK ELFOGADÁSA China 66 India 56 Brazil 31 USA 25 Canada 21 Japan Mexico Germany Australia Great Britain 1 1-5 -5-7 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 Percent Response
KIHÍVÁS GM növények termesztése 29 országban, 160 millió hektár GM növények siker (vagy) sikertelenség (?)
GM NÖVÉNYEK ELTERJEDTSÉGE
GM NÖVÉNYEK ELTERJEDTSÉGE
Jelenleg Európában csak két első-generációs GM fajtacsoport (kukorica MON810, burgonya AMFLORA) termesztése engedélyzett A GM növények termesztését Magyarországon az 1998. évi XXVII. törvény a géntechnológiai tevékenységről szabályozza. Magyarország az EU csatlakozás idején védzáradékot nyújtott be és nem engedélyezi a két GM kukorica kereskedelmi célú termesztését.
Az érvényben lévő új Alkotmány XX. cikke (2) bekezdése. Kísérleti célból lehetséges szabadföldön engedély kérés után, a rendszabályok betartásával. Vetőmagpiaci pozíció, GM mentesség előny (Európában 2. kukorica vetőmagexportőr) Az elsőgenerációs GM növények 20 évvel ezelőtti technológia termékei.
TOVÁBBI LEHETŐSÉGEK - genetikai potenciál kihasználása, - genetikai folyamatok megismerése, - technológiai fejlesztés, - fogyasztók igényeinek kielégítése, Ellenőrzési protokollok kidolgozása - meggyőző példák felmutatása, körültekintés - tájékoztatás!!! - szkeptikusok meggyőzése (?)
OKTATÁS TÁJÉKOZTATÁS By Eating a Genetically Modified Fruit, a Person s Genes Could also Be Changed Canada 62 18 20 United States 61 30 9 Austria 29 32 39 France 52 25 23 Germany 38 32 30 Italy 58 24 18 Netherlands 74 16 10 Sweden 62 20 18 Switzerland 60 25 15 United Kingdom 55 30 15 0 20 40 60 80 100 Percent Response False (Correct) Don't Know True
OKTATÁS TÁJÉKOZTATÁS Ordinary Tomatoes Do Not Contain Genes, while Genetically Modified Ones Do Canada 52 33 15 United States 45 45 10 Austria 34 22 44 France 32 39 29 Germany 36 20 44 Italy 35 44 21 Netherlands 51 27 22 Sweden 46 24 30 Switzerland 48 21 31 United Kingdom 40 38 22 0 20 40 60 80 100 Percent Response False (Correct) Don't Know True
TOVÁBBI LEHETŐSÉGEK - genetikai potenciál kihasználása, - genetikai folyamatok megismerése, - technológiai fejlesztés, - fogyasztók igényeinek kielégítése, Ellenőrzési protokollok kidolgozása - meggyőző példák felmutatása, körültekintés - tájékoztatás!!! - szkeptikusok meggyőzése (?)
Az első generációs GM növények transzgén minden növényi sejtben, mindig működik. Probléma megoldása a transzgén: helyspecifikus időspecifikus hőmérséklet-specifikus, mennyiségfüggő működtetése A transzgén ott, akkor, annyira működjön, ahol, amikor és amennyire szüksége van a növénynek.
Kloroplasztisz GM növények előállítása A beépített gén a kloroplasztisz genetikai anyagába kerül. A plasztom szigorúan anyai öröklődést mutat. virágporral nem jut át más növényekbe. Sejtenként több ezer génkópia leghatékonyabb bioreaktor (gyógyszer hatóanyagtermelés)
RNS alapú géncsendesítési technológiák elterjedése A beépített transzgén nem termel új fehérjét a növényben. Az új RNS molekula a növény saját génjének működését módosítja
GM NÖVÉNYEK KIMUTATÁSA LABORATÓRIUMI KÖRÜLMÉNYEK KÖZÖTT fehérje és DNS alapon mennyiség és minőség (laboratórium) Külső bélyegek alapján megnövekedett antocián termelés
VÉGE